CN115623418A - 一种基于v2v通信的车辆网络临时通讯方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法及其系统，属于短距离通讯技术领域，包括:获取本车辆与已建立V2V通信连接的车辆之间的直线距离S、方位角α以及车牌号码信息；以本车辆为原点建立直角坐标系，根据本车辆与已建立V2V通信连接车辆之间的方位角α的数值与四象限相对应；从四象限中每个象限内选择直线距离S第一最小值和第二最小值或水平距离L第一最小值和第二最小值的车辆,并将选择车辆的车牌号码信息排列显示在显示界面的按钮中；该基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法、系统支持在行驶的车辆之间建立临时的通讯网络，为驾驶车辆在行驶中需要与四周车辆及时沟通提供通道，当需要联系时车主可以与四周车辆及时通讯以提供信息。

Description

一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法及其系统

技术领域

本发明属于短距离通讯技术领域，具体涉及基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法及其系统。

背景技术

现有车联网中V2V技术，车辆之间能够建立专用的通信，能够将位置、行驶状态等信息发送给对方，车辆可根据从其他车辆接收的位置、状态等信息单独判断，或结合摄像头、毫米波雷达、激光雷达主动安全系统判断碰撞风险，并实施预警或避撞，然而实际行车中还有多种可能的安全隐患或特殊情况，传感器的监测并不能满足所有需要。驾驶员驾驶车辆在行驶中，会发现一些意外的情况，如发现身边的其他行驶车辆出现货物掉落、着火、爆胎的情况或其他安全隐患，但是其车主并没有发现，需要提醒车主；或者发现路上突然出现了障碍物或发现了坑洞需要提醒后面车辆的车；再如新闻视频中不时出现两辆车的驾驶员为了进行对话，后方车的驾驶员采用追车至并驾齐驱的方式然后扭头相对喊话，安全隐患大；又如编组的车队在行驶中，驾驶员们之间有保持沟通联络的需要；或者我们有紧急事情需要赶路，请求四周车辆让出一下道路；以上场景使得车与车的驾驶员有了直接进行沟通的需求，因此，需要研发一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法、系统来解决现有的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法及其系统，以解决车辆在行驶过程中或者发生意外时无法快速与附近车辆进行语音、文字通讯的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法，包括:

获取本车辆与已建立V2V通信连接车辆的直线距离S、水平距离L、方位角α以及连接车辆的车牌号码信息；

以本车辆为原点建立直角坐标系，根据方位角α的数值将已建立V2V通信连接的车辆与四象限相对应；

从四象限中每个象限内选择直线距离S第一最小值和第二最小值或水平距离L第一最小值和第二最小值的车辆，并将所选择车辆的的车牌号码信息排列显示在显示界面的按钮中；

点击按钮触发事件。

优选的，所述事件包括：

输入、发送文字信息；

输入、发送语音信息。

优选的，所述选择直线距离S第一最小值和第二最小值或水平距离L第一最小值和第二最小值的车辆的方法包括：四象限中的任意象限中已建立V2V通信连接车辆数量≥2，则计算位于该象限的所有连接车辆相对于本车辆的水平距离L，并将连接车辆分成同车道、相邻车道；若同车道的连接车辆数量为0，即连接车辆都位于相邻车道，则将相邻车道连接车辆的水平距离L从小到大排序，将水平距离L第一最小值、第二最小值的车牌号码信息与按钮绑定；若同车道的连接车辆数量为1，则将该辆车的车牌号码信息与按钮绑定，并将相邻车道连接车辆的水平距离L从小到大排序，将水平距离最小的车牌号码信息与按钮绑定；若同车道的连接车辆数量≥2，则将同车道连接车辆的直线距离S从小到大排序，并将直线距离第一最小值、第二最小值的车牌号码信息与按钮绑定；

优选的，所述同车道的判断方法为：已建立V2V通信连接车辆与本车辆的水平距离L≤所行驶的机动车道宽度的一半，则已建立V2V通信连接车辆与本车辆处于同车道内；若已建立V2V通信连接车辆与本车辆的水平距离L>所行驶的机动车道宽度的一半，则已建立V2V通信连接车辆与本车辆处于相邻车道内，所述水平距离L= S *cosα，其中：S为直线距离，α为方位角。

优选的，所述四象限包括第一象限、第二象限、第三象限、第四象限，所述第一象限的数值范围为[0,90°)；所述第二象限的数值范围为[90°， 180°)；所述第三象限的数值范围为[180°,270°)；所述第四象限的数值范围为[270°， 360°]。

优选的，所述四象限中的每个象限最多显示2辆连接车辆的车牌号码信息。

优选的，所述显示界面设置有用于依次显示前进方向上更远车辆的向上箭头按钮；以及用于依次显示前进方向上本车辆后方的更远连接车辆的向下箭头按钮。

优选的，所述显示界面设置有广播按钮，所述广播按钮将文字信息或者语音信息循环发给显示界面中的所有连接车辆。

本发明另提供一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯系统，所述系统包括：

测距离单元，用于计算本车辆与已建立V2V通信连接的车辆之间的直线距离S；

测方位角单元，用于计算本车辆与已建立V2V通信连接的车辆之间的方位角α；

四象限模块，用于以本车辆为原点建立直角坐标系，根据方位角α的数值将已建立V2V通信连接的车辆与四象限相对应；

显示单元，用于显示9宫格界面，用户点击界面中的按钮发起通讯；

按钮显示模块，用于从已与本车辆建立V2V通信连接车辆中选取车辆，将车牌号码与按钮建立对应关系并排列显示在显示单元中；

触发通信模块，用于点击按钮时输入、发送文字信息或语音信息到所显示车牌号码对应的V2V通信单元并展示在显示单元；

V2V通信单元，用于建立其他车辆与本车辆间的通信连接。

本发明的技术效果和优点：该基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法、系统,以国家标准机动车道宽度3.5米为依据，当连接车辆与本车辆的水平距离≤1.75米，即机动车道宽度一半时，判断两车处于同车道，反之，判断位于相邻车道；显示界面为9宫格界面，同车道时9宫格界面优先显示与本车辆之间的直线距离最近的连接车辆的车牌号码信息；相邻车道时9宫格界面则优先显示与本车辆之间的水平距离最近的连接车辆的车牌号码信息；同车道优先与直线距离本车辆近的连接车辆通讯，相邻车道优先与水平距离本车辆近的连接车辆通讯，因为更靠近本车辆的行车路线上；支持多个V2V通信单元的车辆行驶时相互之间进行测距，相互知道对方和自己的距离，根据距离判断是否支持字符消息通讯或语音数据流通讯，还是同时支持字符消息和语音数据流通讯；支持在行驶的车辆之间建立临时的通讯网络，为驾驶车辆在行驶中需要与四周车辆及时沟通提供通道，当需要联系时车主可以与四周车辆及时通讯以提供信息。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明的本车辆与周围车辆的组网算法示意图；原点O表示本车辆，车辆1、车辆2、车辆3表示已与本车辆建立V2V通信连接的3辆车；

图3为本发明的用户显示界面示意图；

图4为本发明的系统框架图；

图5为本发明的实施例流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1中所示的一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法，包括以下步骤：

步骤1、获取建立连接车辆与本车辆的直线距离S、方位角α以及连接车辆的车牌号码信息；本实施例中，获取建立连接的通讯通道包括：V2V通信、UWB、IMU；其中，UWB为超宽带（Ultra Wide Band，简称UWB），IMU为惯性测量单元（Inertial measurement unit，简称IMU）；

步骤2、以本车辆为原点建立直角坐标系，根据方位角α数值将已建立V2V通信连接的车辆与四象限相对应；

步骤3、从四象限中每个象限内选择直线距离S第一最小值和第二最小值或水平距离L第一最小值和第二最小值的车辆,并将选择车辆的的车牌号码信息排列显示在显示界面的按钮中；

所述同车道的判断方法为：已建立V2V通信连接车辆与本车辆的水平距离≤所行驶的机动车道宽度的一半，即机动车道宽度的50%，则已建立V2V通信连接车辆与本车辆处于同车道内；若已建立V2V通信连接车辆与本车辆的水平距离L>所行驶的机动车道宽度的一半，则已建立V2V通信连接车辆与本车辆处于相邻车道内；

步骤4、点击按钮触发事件；

所述事件包括：

输入、发送文字信息；

输入、发送语音信息；

当行驶在道路上的车辆处于本车辆周围的测距设备可探测范围内，且处于连接状态时，本车辆获取与连接车辆的直线距离S和方位角α，连接车辆主动发送车牌号码信息到本车辆，本车辆将所有连接到的车辆进行测距，得到直线距离S1、S2、...Sn，方位角α数值α1、α2、...αn；按照以本车辆为原点的四象限，把车辆分成四组，即把直线距离S1、S2、...Sn按方位角α分成四组；本实施例中，如图2所示，所述四象限包括第一象限、第二象限、第三象限、第四象限，所述第一象限的数值范围为[0,90°)；所述第二象限的数值范围为[90°，180°)；所述第三象限的数值范围为[180°,270°)；所述第四象限的数值范围为[270°，360°]；本实施例中，以第一象限为例，水平距离的计算方式为 L1= S1*cosα1、L2= S2*cosα2、L3= S3*cosα3，如图3所示；显示界面即为9宫格界面，并在每个方格中设置数字，如图5所示；本实施例中，根据方位角的角度大小按直角坐标系的4个象限将所有连接车辆分成4组，第n象限的连接车辆，其中n=1、2、3、4，具体显示的过程如下：

若第n象限的连接车辆数量为0，则在9宫格界面编号为（2n-1）、2n的的按钮上不显示的任何车牌号码信息；

若第n象限的连接车辆数量为1，则在9宫格界面编号 （2n-1） 的按钮上显示该车辆的车牌号码信息；

若第n象限的连接车辆数量≥2，则计算连接车辆与本车辆之间的水平距离L，按水平距离≤车道宽度一半，即1.75米为限，将连接车辆分成同车道、相邻车道，若同车道的连接车辆数量≥2，则将同车道连接车辆的直线距离S从小到大排序，并将直线距离第一最小值、第二最小值的车牌号码信息按顺序依次显示在9宫格界面编号为（2n-1）、2n的按钮上；若同车道的连接车辆数量为0，则将相邻车道分组车辆间的水平距离L从小到大排序，将水平距离第一最小值、第二最小值的车牌号码信息按顺序依次显示在9宫格界面编号为（2n-1）、2n的按钮上；若同车道的连接车辆数量为1，则将该辆车的车牌号码信息显示在编号为（2n -1）的按钮上,将相邻车道分组车辆间的水平距离L从小到大排序，将水平距离最小的车牌号码信息显示在编号为2n的按钮上；

因为车辆是运动的，可以在规定的时间阈值，比如：每1s、5s 或 10s重新计算获取周围的车辆信息；也可以与根据本车辆车速定义相关的时间阈值表，速度越快，刷新时间隔越短；点击用户界面弹框显示车牌号，并可以发起文字，语音通讯；此时只要车辆还处于可连接状态，即使有更靠近的车辆出现，也保持到此次通讯完成而不刷新车牌号；点击用户界面向上箭头按钮，依次显示前进方向上距离更远的4辆车，直至超出可连接范围无车辆可显示；点击用户界面的向下箭头按钮，就依次显示前进方向上本车辆后方更远的4辆车，直至超出可连接范围无车辆可显示；组网方式可变，也可以默认显示连接本车辆前后方向的8辆，也就是第一象限、第二象限每个象限取4辆，同样也可选择第三象限、第四象限每个象限取4辆；

如图3所示，根据精确定位的车辆间直线距离S和方位角α，将与本车辆所在车道，以及左右两车道里前后左右的8辆相邻车组建起临时的通讯通道，并提供一个9宫格用户界面供用户进行车辆间通讯时操作；因为车辆是运动的，所以定时刷新定位信息，更新8辆车的信息，刷新用户界面；

从本车辆连接的车辆里选出8辆车，显示到用户界面上，用户点击相应的车辆可以与其发起临时通讯；显示界面中设置有广播按钮，广播按钮将文字信息或者语音信息循环发给显示界面中的所有车辆，本实施例中，点击广播按钮后，将消息发送给8辆车；

本发明另提供一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯系统，所述系统包括：如图4所示，

测距离单元，用于计算本车辆与已建立V2V通信连接的车辆之间的直线距离S；

测方位角单元，用于计算本车辆与已建立V2V通信连接的车辆之间的方位角α；

四象限模块，用于以本车辆为原点建立直角坐标系，根据方位角α的数值将已建立V2V通信连接的车辆与四象限相对应；

显示单元，用于显示9宫格界面，用户点击界面中的按钮发起通讯；本实施例中的显示单元为车载中控屏；

按钮显示模块，用于从已与本车辆建立V2V通信连接车辆中选取车辆，将车牌号码与按钮建立对应关系并排列显示在显示单元中；

触发通信模块，用于点击按钮时输入、发送文字信息或语音信息到所显示车牌号码对应的V2V通信单元并展示在显示单元；本实施例中，点击按钮后弹出文字和语音通讯界面，显示输入的内容以及接收的信息内容，实现即时通讯；

V2V通信单元，用于建立其他车辆与本车辆间的通信连接。

该基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法、系统,以国家标准机动车道宽度3.5米为依据，当连接车辆与本车辆的水平距离≤1.75米，即机动车道宽度一半时，判断两车处于同车道，显示单元则优先显示与本车辆距离最近的连接车辆的车牌号码信息；反之，判断位于相邻车道，显示单元则优先显示与本车辆水平距离最近的连接车辆的车牌号码信息；同车道，优先与距离本车辆近的连接车辆通讯，相邻车道优先与水平距离近的连接车辆通讯，因为更靠近本车辆的行车路线上，支持多个V2V通信单元的车辆行驶时相互之间进行测距，相互知道对方和自己的距离，根据距离判断是否支持字符消息通讯或语音数据流通讯，还是同时支持字符消息和语音数据流通讯；支持在行驶的车辆之间建立临时的通讯网络，为驾驶车辆在行驶中需要与四周车辆及时沟通提供通道，当需要联系时车主可以与四周车辆及时通讯以提供信息。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法，其特征在于：包括:

获取本车辆与已建立V2V通信连接车辆的直线距离S、水平距离L、方位角α以及车辆的车牌号码信息；

以本车辆为原点建立直角坐标系，根据方位角α的数值将已建立V2V通信连接的车辆与四象限相对应；

从四象限中每个象限内选择直线距离S第一最小值和第二最小值或水平距离L第一最小值和第二最小值的车辆,并将所选择车辆的车牌号码信息排列显示在显示界面的按钮中；

点击按钮触发事件。

2.根据权利要求1所述的一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法，其特征在于：所述选择直线距离S第一最小值和第二最小值或水平距离L第一最小值和第二最小值的车辆的方法包括：如果四象限中的任意象限对应的已建立V2V通信连接车辆数量≥2，则计算位于该象限的所有连接车辆相对于本车辆的水平距离L，若已建立V2V通信连接车辆与本车辆为同车道，则绑定与本车辆直线距离S的第一最小值和第二最小值的两辆车辆为连接车辆；若已建立V2V通信连接车辆处于本车辆的相邻车道，则绑定与本车辆水平距离L的第一最小值和第二最小值的两辆车辆为连接车辆。

3.根据权利要求2所述的一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法，其特征在于：所述同车道的判断方法包括：若已建立V2V通信连接车辆与本车辆的水平距离L≤所行驶的机动车道宽度的一半，则已建立V2V通信连接车辆与本车辆处于同车道内；若已建立V2V通信连接车辆与本车辆的水平距离L>所行驶的机动车道宽度的一半，则已建立V2V通信连接车辆与本车辆处于相邻车道内，所述水平距离L= S*cosα,其中：S为直线距离，α为方位角。

4.根据权利要求1所述的一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法，其特征在于：所述四象限包括第一象限、第二象限、第三象限、第四象限，所述第一象限的数值范围为[0,90°)；所述第二象限的数值范围为[90°， 180°)；所述第三象限的数值范围为[180°,270°)；所述第四象限的数值范围为[270°， 360°]。

5.根据权利要求4所述的一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法，其特征在于：所述四象限中的每个象限最多显示2辆连接车辆的车牌号码信息。

6.根据权利要求1所述的一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法，其特征在于：所述显示界面设置有用于依次显示第一象限和第二象限内大于直线距离S第二最小值或水平距离L第二最小值车辆的向上箭头按钮；以及用于依次显示第三象限和第四象限内大于直线距离S第二最小值或水平距离L第二最小值车辆的向下箭头按钮。

7.根据权利要求1所述的一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法，其特征在于：所述显示界面设置有广播按钮，所述广播按钮将文字信息或者语音信息循环发给显示界面中的所有连接车辆。

8.根据权利要求1所述的一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯方法，其特征在于：所述事件包括：

输入、发送文字信息；

输入、发送语音信息。

9.一种基于V2V通信的车辆网络临时通讯系统，所述系统包括：

测距离单元，用于计算本车辆与已建立V2V通信连接的车辆之间的直线距离S；

测方位角单元，用于计算本车辆与已建立V2V通信连接的车辆之间的方位角α；

四象限模块，用于以本车辆为原点建立直角坐标系，根据方位角α的数值将已建立V2V通信连接的车辆与四象限相对应；

显示单元，用于显示9宫格界面，用户点击界面中的按钮发起通讯；

按钮显示模块，用于从已与本车辆建立V2V通信连接车辆中选取车辆，将车牌号码与按钮建立对应关系并排列显示在显示单元中；

触发通信模块，用于点击按钮时输入、发送文字信息或语音信息到所显示车牌号码对应的V2V通信单元并展示在显示单元；

V2V通信单元，用于建立其他车辆与本车辆间的通信连接。

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